JPS63155435A

JPS63155435A - 情報記録用部材

Info

Publication number: JPS63155435A
Application number: JP61301226A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Ota; 康博太田; Nobuhiro Tokujiyuku; 徳宿　伸弘; Masaharu Ishigaki; 正治石垣
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1986-12-19
Publication date: 1988-06-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビデオディスク、デジタルオーディオディス
ク、コンピュータ用メモリディスク等に用いて好適な情
報記録用部材に関し、特に情報の記録・再生および消去
に好適な情報記録用部材に関するものである。

〔従来の技術〕

消去可能な情報記録用部材において、情報の再生は、通
常レーザ光等の光ビームを該部材に照射し、該部材から
の反射光あるいは透過光を検出することによシ行われる
。また、情報の記録および消去は、例えばレーザ光の光
ビームエネルギーを上記部材に与えて、該部材に形成さ
れた記録媒体の原子配列を可逆的に変化させることによ
シ行なうことができる。このような記録媒体としては、
Ｔｏを主体としたカルコゲン化物が知られている。

カルコゲン化物は、光ビームエネルギーの照射条件によ
シ、非晶質状態と結晶質状態の異なる２つの構造状態を
とることができる。非晶質状態の上記記録媒体に光ビー
ムを照射し、除熱徐冷すると該媒体は結晶質状態に転移
する。また、結晶質状態の上記記録媒体に光ビームを照
射し、急熱急冷すると該媒体は非晶質状態に転移する。

以上のような消去可能な情報記録用部材の記録再生方法
あるいはその原理については、特公昭５４−４１９０２
号公報、特公昭４７−２６８９７号公報等に記載されて
いる。

また、上記記録媒体としては、例えば上述の特許公報等
において、カルコゲン化物を中心として。

元素周期率表における■族、■族、Ｖ族、■族に属する
金属、半金属、半導体の中から、種々の組合せの記録媒
体が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、元素の組合せの例が数多くあシ、こ
れらの中から、記録・再生および消去に適切な情報記録
用媒体を選択することはむずかしく、これまでに良好な
特性を持つ例はほとんどなかった。

そこで、本発明の目的は、記録・再生および消去を行な
うのに適した情報記録用媒体を有する情報記録用部材を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、情報記録用部材における情報記録媒体とし
て膜厚方向の平均組成がＢｉｘ　Ｓｅ７　Ｍｚ（ただし
、Ｍ　ＦｉＳｉ　ｅ　Ｉｎ　＠　Ａｇ　Ｉ　Ｃｕ　＊　
Ａｕからなる群から選ばれた少なくとも一つの元素であ
り、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ５≦Ｘ≦６０．２０≦Ｙ≦
６０，５≦Ｚ≦６０の範囲にある数である。）からなる
情報記録媒体を用いることによシ達成される。

〔作用〕

真空蒸着で形成し九Ｂ１とＳｅよシ成る薄膜は、加熱に
よシ非晶質状態から結晶質状態に構造変化し、この変化
によシ、薄膜の反射率、透過率等の光学的特性が変化す
る。このとき、加熱による温度が結晶化温度に至るまで
は、光学的特性がほとんど変化せず、結晶化温度に至る
と直ぐに光学的特性が変化する。これは、記録媒体の使
用環境や保存時の温度が高くても、結晶化温度よシ低け
れば光学的特性が変化しないため、記録媒体の長寿命化
において有利である。しかし、上記媒体では、Ｂｉの光
吸収性が大きいため、媒体における光の干渉を利用して
非晶質状態での反射率を小さくすることが難しく、結晶
化前後の反射率変化を大きくすることができない。従っ
て、情報の再生時、その再生信号レベルが小さく、情報
の質が悪かった。

そこで、発明者はＢ１とＳｅよ）なる薄膜に、光吸収性
の少ない第３元素を含有させ、非晶質状態の反射率を下
げ、結晶化前後の反射率変化を大きくすることを図った
。第３元素として要求される材料特性としては、■再生
レーザー波長８３０ｎｍＫ対して、光吸収性が低いこと
、■記録媒体の結晶化温度を下げないために、４配位ま
たは３配泣の共有結合性材料であること、■耐酸化性が
あることなど１以上の３点が挙げられる。従って、第３
元素としては、Ｓｉ　、　Ｉｎ　、　Ｇｅが好ましく、
よシ好ましくは、Ｓｉ、Ｉｎである。

そこで１発明者は第３元素のＳｉｆ：ＢｉとＳｓと共に
真空蒸着によ）形成して記録媒体を得た。その結果、非
晶質状態での反射率を２（ｌから１０チに小さくするこ
とができた。次に、該媒体にパルス幅が長くパワーの弱
い半導体レーザ光を照射して加熱すると該媒体の反射率
は増加し、３０％になった。これは、Ｂ１とＳｅの２元
素による媒体の結晶状態の反射率とほぼ同じである。従
って、Ｓｌを含有したことによシ非晶質状態の反射率が
低くな夛、半導体レーザ光照射前後の反射率変化を大き
くすることができた。第３元素として、Ｓｌのかわ）に
Ｉｎを含有させても、上記とｔｌぼ同様な結果が得られ
た。

また上記したＢ１−８ｓ　−Ｓｉ　、　Ｂｉ　−８ｓ−
Ｉｎの各記録媒体に、Ａｇ　、　Ｃｕ　、　Ａｕのうち
少なくとも１元素を含、有させることによシ、結晶状態
の反射率は、含有させないときよりも増大した。Ａｇ　
、　Ｃｕ　、　Ａｕのうち少なくとも１元素を含有させ
ることによシ、結晶状態の反射率は、３０％から４０チ
に増大した。

Ａｇ　、　Ｃｕ　、　Ａｕは１価の金属であるために１
記録媒体内のダングリングボンドを終端し、延いては記
録膜の自由電子密度が増大し、反射率が増大したと考え
られる。Ａｇ　、　Ｃｕ　、　Ａｕの少なくとも１元素
の含有量は、３０原子チ以下が好ましく、２０原子チ以
下がよシ好ましい。

さらに、発明者は該媒体の結晶質状態にパルス幅が短く
パワーの強い半導体レーザ光を照射した所、反射率が減
少し、次に、パルス幅が長くパワーの弱い半導体レーザ
光を照射すると反射率が増加することを発見した。

したがって、該媒体にパワーの弱い半導体レーザ光を予
め連続に照射して結晶質状態にしておき情−に応じたパ
ルス幅の短いパワーの強い半導体レーザ光を照射して加
熱し、該箇所を非晶質状態にして記録し、更にパワーの
弱い半導体レーザ光を連続に照射して先に記録によシ非
晶質状態になった箇所を結晶質状態に変えて、未記録状
態にもどし消去できる。この後、情報を記録する場合、
先の記録と同様に情報に応じてパルス幅が短くパワーの
強い半導体レーザ光を照射して非晶質状態で記録すれば
よい。

ここで、該媒体の好適な膜厚方向の平均組成はＢｉｘ　
Ｓｅ７　Ｍｚとして、ＭはＳｉ　、　Ｉｎ　＊　Ａｇ　
、　Ｃｕ　、　Ａｕからなる群から選ばれた少なくとも
一つの元素であり、Ｘ＝５〜６０原子チＹ＝原子−６０原子チＺ＝Ｓ〜６０原子チである。ＭとしてＡｇ　＊　Ｃｕ　、　Ａｕ　　の少な
くとも１元素を含有させるときは、それらの含有率は３
０原子チ以下にする必要がある。３０原子チよシ多く含
有した場合には、非晶質状態での反射率が高くなること
よシ、非晶質−結晶質間の反射率変化が小さくなシ、実
用的でない。

また、Ｂ１が５原子−未満の場合、またはＳｓが６０原
子チよシ大きい場合、または３１″ｌまたけＩｎが６０
原子俤よシ大きい場合には、該媒体の半導体レーザ光の
吸収性がほとんどなく、現状のレーザパワーでは、加熱
するに不可能である。

また、Ｂ１が６０原子チよシ大きい場合、またはＳｅが
２０原子チ未満の場合、またはＳｌまたはＩｎが５原子
チ未満の場合には、該媒体の非晶質状態の反射率が高く
なることよシ、非晶質−結晶質間の反射率変化が小さく
なシ、実用的でない。以上から上記範囲に限定される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

（第１の実施例）第１図は本発明の第１の実施例としての情報記録用部材
の構造を模式的に示した断面図である。

第１図に示す情報記録用部材はディスクであり、光学を
形成し、更にその上次に紫外線硬化樹脂保護膜３を形成
して成る。

本実施例において、記録媒体２は、次の様にして形成し
た。即ち、Ｂｉ　、　Ｓｓ　、　Ｓｉをそれぞれ別々の
蒸着ボートに入れ、真空度５　Ｘ　１０−５ｐａにした
後に、上記蒸着ボートに同時に電流を流し、蒸着ボート
の上方で１２　Ｏｒｐｍの回転数で回転している基板Ｉ
　Ｋ　Ｂ１５ｏ　５ｅ５ｏ　５ｉ２ｏの組成で膜厚１０
００Ａの記録媒体２を形成した。そして、この様に記録
媒体２を形成した後に、該記録媒体面に紫外線硬化樹脂
をスピン塗布し、紫外線照射によシ硬化させて保護膜３
を約１０μｍ形成し、これを情報記録用部材とした。

また、本実施例における記録媒体２の特性を知るために
、蒸着と同時に、φ２５ｍ１のガラス板を基板１に貼シ
付け、テストピースとしてガラス板上に上記記録媒体２
を形成したものを得た。そして、この様に得られたテス
トピースを、次に２５０℃。

３０分間の熱処理を施し、その前後においての反射率分
光特性を第２図に示す如く測定した。

第２図において、熱処理前の特性を曲線４に、熱処理後
の特性を曲線５に示す。第２図に示す様に、半導体レー
ザの波長が８３０℃ｍである場合において、該記録媒体
２の反射率は、熱処理の前後で１１チから３１％に増大
した。

次に、前記した本実施例における情報記録用部材を回転
数１８０Ｏｒｐｍで回転させながら、記録再生消去実験
を行なった。半導体レーザの波長は８３０℃ｍであり、
スポット径は１μｍである。記録に際しては、レーザパ
ワーを８ｍＷとし周波数５ＭＨ２とした。消去に際して
は、レーザパワーを４ｍＷとし、数回照射することによ
少記録された情報を消去することができた。上記レーザ
パワー条件でＯＮ比５５ｄＢ以上の記録ができ、消去も
信号レベルを２５　ｄＢと小さくできた。さらに、２０
回の記録・消去を繰返したところ、信号レベルの低下を
２ｄＢ以内におさえられ良好な結果を得た。

（第２の実施例）次に、本発明の第２の実施例について説明する。

本実施例における情報記録用部材の構成は、前述の第１
の実施例と同様であり、即ち、第１図に示す如くである
。

また、本実施例における記録媒体２はＢｉ　−９ｅ　−
Ｓｉ−Ａｇの４元素から成シ、次の様に形成した。即ち
、Ｂｉ　、　Ｓｅ　、　Ｓｉ　、　Ａｇをそれぞれ別々
の蒸着ボートに入れ、真空度５Ｘ１０　　ｐａにした後
に、上記蒸着ボートに同時に電流を流し、蒸着ボートの
上方で１２Ｏｒｐｍの回転数で回転している基板１にＢ
１５０Ｓｅ４ｓ　５ｉ２ｏ　Ａｇｓの組成で膜厚が約８
０ＯＡの記録媒体２を得た。

また、第１の実施例の場合と同様にガラス板上に該記録
媒体を形成し、テストピースとした。そして、該テスト
ピースを、２５０℃、３０分間の熱処理を施し、その前
後においての反射率分光特性を第３図に示す如く測定し
た。第３図において、熱処理前の特性を曲線６に、熱処
理後の特性を曲線７に示す。第３図に示す様に、半導体
レーザの波長が８３０℃ｍである場合において、該記録
媒体２の反射率は熱処理の前後で１１チから４０チに増
大した。

また、得られた情報記録部材を第１の実施例と同様に記
録再生消去実験を行なった所、ＯＮ比５７ｄＢ以上、消
去の信号レベル２０ｄＢで、２０回の記録消去で３ｄＢ
低下におさえられ、良好な結果を得た。

（比較例）次に、上記した２つの実施例の性能をよシ明確化するた
めに、次の様な比較例を求めて見た。

本比較例における情報記録用部材の構成は、第１の実施
例と同様であり、即ち、第１図に示す如くである。

ま蛇、本比較例における記録媒体２はＢｉ　−８ｓ　−
８１の元素から成シ、次の様に形成した。即ち、Ｂｉ。

Ｓｅ　、　Ｓｉ　　をそれぞれ別々の蒸着ボートに入れ
、真空度５Ｘ１０ｐａにした後に、上記蒸着ボートに同
時に電流を流し、蒸着ボートの上方で１２Ｏｒｐｍの回
転数で回転している基板１にＢ１７（Ｉ　５ｅ１１）　
５１２ｇの組成で膜厚が約８０ＯＡの記録媒体２を得た
。

また、第１の実施例の場合と同様にガラス板上に該記録
媒体を形成し、テストピースとした。そして、該テスト
ピースを、２５０℃、３０分間の熱処理を施し、その前
後においての反射率分光特性を第４に示す如く測定した
。第４図において、熱処理前の特性を曲線８に、熱処理
後の特性を曲線９に示す。第４図に示す様に半導体レー
ザの波長が８３０℃ｍである場合において、該記録媒体
２の反射率は熱処理の前後で２１チから３１％に増大し
た。しかし、得られた情報記録用部材を第１の実施例と
同様に記録再生実験を行なった所、ＣＮ比３０ｄＢであ
り、実用レベル以下であった。これは、熱処理前の反射
率が２１チと高いために、反射率変化が小さくなシ、Ｃ
Ｎ比が低くなったものである。

さて、以上述べた実施例及び比較例以外にも、様々な例
について求めて見た。その結果を次の表１に示す。

表　　１Ｎ１１１，２は、上記した第１及び第２の実施例の場合
であり、また、随３は、前記比較例の場合である。表１
には、各記録媒体組成においてのＣ／Ｎが示されている
。判定の欄で、×はＣハが４５ｄＢ未満であシ実用的で
ないもの、ＯはＣ／Ｎが４５ｄＢ以上であシ好ましいも
の、◎はＣ／Ｎが５０ｄＢ以上で特に好ましいものを示
している。

以上の結果よシ、Ｂｉ　−８ｓ−９ｉ系においての好ま
しい組成域を第５図に示す。Ｂｉ　−８ｅ−Ｉｎ系にお
いても、ＳｌをＩｎに変えた場合の第５図とほぼ同様で
ある。

第５図において、５ＭＨｚでのＣ／Ｎが４５ｄＢ以上の
好ましい特性を得た記録媒体の組成範囲を実線１０−１
１−１２−１５−１４−１５で囲った。ここで、Ｂｉ。

Ｓｓ　、　Ｓｉの組成は、それぞれ５０〜６０，２０〜
６０，５〜６０　原子−の範囲である。この組成範囲は
、Ｂｉ。

Ｓｓ　、　Ｉｎにおいても同様であった。

また、Ｃハが５０ｄＢ以上の特に好ましい特性を得た組
成範囲を破線１６−１７−実線１５−１０で囲った。こ
こで、Ｂｉ　、　Ｓｓ　、　Ｓｉの組成は、それぞれ２
０〜６０．５０〜６０．５〜５０原子チである。この組
成範囲は、Ｂｉ　、　Ｓｓ　、　Ｉｎにおいても同様で
あった。

また、ＭとしてＡｇ、　Ｃｕ　、　Ａｕの１元素を含有
させた場合の記録媒体の組成とＣ／Ｎの関係を表１の曵
２、ｉ５，１４．ｉ５に示した。Ａｇ　、　Ｃｕ　、　
Ａｕの少なくとも１元素を３０原子チ以下含有させるこ
とによシ、高Ｃ／Ｎが得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、半導体レーザ等によって情報の記録・
再生・消去を行うのに適した情報記録媒体が得られ、光
ディスクの用途を拡大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による情報記録用部材の断面図、第２
図は、本発明の第１の実施例における記録媒体の反射率
分光特性を示すグラフ、第３図は、本発明の第２の実施
例における記録媒体の反射率分光特性を示すグラフ、第
４図は、第１及び第２の実施例との比較例における記録
媒体の反射率分光特性を示すグラフ、第５図は、本発明
における良好な組成範囲を説明するための説明図である
。１・・・基板２・・・記録媒体３・・・保護膜４．６．８・・・熱処理前の反射率分光特性５．７．９
・・・熱処理後の反射率分光特性。１　基紙Ｚ　託シを媒体波長（−１１気）第３図渫長Ｃ筑）Ｓｊ　（眞、１す

Claims

【特許請求の範囲】１、記録用光ビームの照射によりその原子配列が変化し
得る情報記録用媒体を基板上に形成して成る情報記録用
部材において、前記情報記録用媒体は、その膜厚方向の
平均組成がＢｉ＿ＸＳｅ＿ＹＭ＿Ｚ（ただし、ＭはＳｉ
、Ｉｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕからなる群から選ばれた少な
くとも一つの元素であり、Ｘ、Ｙ、Ｚは、それぞれ５≦
Ｘ≦６０、２０≦Ｙ≦６０、５≦Ｚ≦６０の範囲の数で
ある。）であることを特徴とする情報記録用部材。２、特許請求の範囲の第１項記載の情報記録用部材にお
いて、前記情報記録用媒体がＭとしてＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ
のうち少なくとも一つの元素を含有した場合、それらの
含有率を３０原子％以下としたことを特徴とする情報記
録用部材。